8210工作面以注氮為主的防滅火
專項方案及安全技術組織措施
一概述：
8210工作面是8208綜放工作面的接替面，走向長度為2810m，傾向長度為230.5m。工作面為三條巷布置，上、下順槽及切眼已貫通，8210頂板高抽巷已經施工到位。
工作面預計2023年9月份投入生產，目前正在準備階段。
8210工作面開採煤層為3-5#層。根據地面勘探鑽孔及井下探頂鑽孔資料分析：工作面煤層總厚度為6.
41～20.28公尺，平均12.29公尺。
工作面地層走向近似東西，傾向北，平均傾角3°。煤層自燃發火期為6個月，最短為68天，若條件充足，甚至在很短時間內就會出現氧化公升溫現象（以8206工作面開採初期古塘氧化公升溫為例）。
為杜絕8210工作面開採期間採空區遺煤自燃，根據工作面煤層賦存條件、巷道布置、回採工藝等，結合已採工作面防滅火經驗，特制定《 8210綜放面以注氮為主的防火專項方案及安全技術組織措施》。
二、防滅火專項方案
結合已採工作面防火工作經驗，在8210工作面初採期間採取在工作面端頭噴灑阻化劑為主的防滅火方案；在工作面正常回採期間，嚴格採取以不間斷注氮為主，工作面封堵為輔，地面注漿為備用措施，束管監測為保障的綜合措施體系。
（一）初採期間噴灑阻化劑
工作面開採初期，在工作面150m範圍內端頭處噴灑阻化劑，使裸露煤體表面形成一層保護層，隔絕煤體與空氣接觸，有效減少煤體氧化速度，降低古塘溫度，提高防滅火效果。具體情況如附圖所示
（二）工作面注氮防滅火
1、注氮工藝
採用邁步式埋管注氮工藝，等頂煤垮落後，開始預埋注氮管。具體工藝如下：在8210綜放面的頭端頭沿採空區埋設一趟4寸鋼絲纏繞管路，埋管步距位50m，進行踏步式埋管。
第一趟管路埋入採空區50m時，開始埋入第二趟注氮管路，第一趟管路保持連續注氮。當第二趟注氮管口埋入採空區50m時（即採空區氧化帶與冷卻帶的交界部位）停止第一趟注氮管路的注氮，拆除2210巷50m主注氮管路，沿接第二趟注氮管路與2210巷主注氮管路連線，第二趟埋設的管路開始向採空區進行注氮，同時又重新埋設另一趟注氮管路，如此迴圈，直至工作面採完為止。
2、注氮管路的輔設路線
注氮機安設在盤道地面。注氮路線為：
盤道地面製氮機房—→盤道注氮鑽孔—→進風聯巷-1—→1070回風巷—→二盤區集中回風巷—→二盤區回風巷—→2210回風繞道—→2210進風巷—→工作面採空區。
主要管路直徑、管材及長度
8210工作面注氮需要的管路直徑、管材及長度見下表1.
表1 注氮管路引數
3、製氮機的型號
地面製氮機共安裝七台，其中3000 nm3/h的製氮機四套，兩台是溫州瑞氣空分裝置****生產的型號為：kgzd98--3000nm3/h；一台是中船重工電機科技股份****生產的型號為：qtd98--3000nm3/h；一台是北京長順安達測控技術****生產的型號為：
psa98--3000nm3/h地面固定式製氮機。
地面製氮機裝置技術指標:
a．產氣量： 3000nm3/h（單套）
ｂ. 氮氣純度： ≥98%
c. 氮氣壓力： 0.5~1.6mpa
d. 制氮方式變壓吸附式
e．冷卻方式風冷
f. 安裝條件： 海拔≥1500m
g. 功率： 160kw
h. 供電電壓： 10kv/50hz 380v/50hz
另外1000 nm3/h的製氮機三套，其中兩台是山西汾西機械廠生產的型號為：kdg1000nm3/98地面固定式製氮機，另外一台是杭州博達生產的型號為：kdg1000nm3/98
裝置技術指標：
a．產氣量： ≥1000nm3/h（單套）
ｂ. 氮氣純度： ≥98%
c. 氧含量2%
d. 氮氣壓力： 0~0.6mpa
e. 制氮方式變壓吸附式
f．裝置總量 21t（裝置最大件質量低於12噸）
g. 安裝條件： 海拔+1499m
g. 功率： 343kw
h. 產氮時間： ≤20min
4、注氮規定
（1）注氮預埋管在2210巷埋入，注氮純度大於98%。正常情況下，每天保持連續注氮，注氮流量不低於2000 m3/h,若回風流中，co濃度異常增大，注氮量按實際情況適當增加。
（2）在正常情況下地面，第三套制氮裝置作為備用制氮裝置。當綜採面非正常生產超過一天（連續三個班），或回風流中出現co濃度上公升超過24ppm的情況下，採用三套裝置，每天三班連續注氮，直到工作面恢復正常回採，或co濃度顯著下降（10ppm）並持續較長時間（3天）為止。
（4）對進風側注氮管路注氮時，對注氮管路流量壓力分別作記錄，用來考察注氮效果.
（5）在增加注氮量後，應加強綜放面的o2濃度監測，確保安全。
（三）端頭封堵
端頭封堵作為防滅火的輔助手段，能有效減少採空區漏風、縮短採空區氧化帶長度，降低採空區自燃發火隱患。
在頂板條件允許情況下，8210工作面上下端頭每隔10—15公尺各構築一道粉煤灰牆，封堵牆必須從煤幫構築到後溜尾處，確保將端頭封堵嚴實。
每道封堵牆厚度為1.8m,構築時每碼放一層粉煤灰袋鋪灑粉煤灰固化材料（甲乙料）, 封堵裂隙、接頂，待粉煤灰牆構築完畢後,用粉煤灰固化材料（甲乙料）對牆體進行抹面，確保牆體嚴密不漏風。牆體規格按巷道斷面規格確定。
具體情況如圖1、圖2所示：
圖1工作面封堵牆示意圖
圖2封堵牆剖面示意圖
（四）注漿防滅火
注漿系統作為工作面防滅火的備用措施，當採空區有異常情況發生時，進行黃泥漿的灌注工作。注漿時，採用在進、回風巷道預埋注黃泥灌漿管，黃泥灌漿埋管採用邁步式方式，根據「三帶」的變化，來確定邁步的長短。異常情況下工作面每推進40m後就開始注黃泥漿，進、回風巷道每次注黃泥漿不小於30m3。
等工作面再推進40m後又開始注黃泥漿，如此迴圈。
工作面正式生產前，注漿管路必須布置到位，工作面正常回採期間，風井管理區負責對注漿系統進行定期維護，確保注漿系統能隨時工作，通風區定期派人對注漿系統進行檢查，確保注漿系統正常工作。
（五）束管監測
束管監測作為防滅火的保障措施，工作面準備階段，在工作面埋設第一趟束管，隨著工作面的推進，束管交替埋設，監測採空區氣體變化情況。
束管監測能夠及時**預報發火點的氣體變化，判斷煤的氧化情況，為防止採空區煤體自燃發火提供科學依據。具體情況如圖3所示。
圖3 8210工作面束管監測系統布置圖
四、組織措施
成立工作面注氮領導組；
組長：宋金旺
常務副組長：李淵
成員：常建國仝喜亮徐相權楊國華張慧
辛豔兵彭新喜王繼革李二小
下設七個專業組
（1）井上注氮、注漿系統維修組組長：仝喜亮；主要負責黃泥注漿系統和制氮系統的日常管理、維修與維護。
（2）注氮、注漿組長：張德明；主要負責井下日常注氮和注漿工作，並對井下系統進行維護、巡查。
（3）管路預埋及封堵組組長：彭新喜；技措隊及安泰爾公司配合，主要負責8210巷注氮管路的預埋、注氮管路的拆除工作及註氮管路的巡查及維護。
（4）注氮引數測定組組長：張德明；主要負責注氮引數的測定，包括注氮管路巡查及註氮濃度、注入量（純量、混合量）的測定、記錄。
（5）資料資料分析組組長：郝建峰；組員：翁旭澤秦曉晶林源陳瑞鋒丁林林陳岳振，主要負責資料資料的收集、整理和分析。
（6）機電管理組組長：徐相權；主要負責對注氮系統的機電裝置的完好性進行監督檢查，發現問題及時處理。
（7）監測監控組組長：張慧；負責將注氮系統併入礦井的監測監控系統。
注：各個專業組除作好管理工作外，必須將每日的工作日誌進行詳細的記錄。
五、安全技術措施
1、2、由風機管理區負責制氮裝置的日常管理、維修與維護。
3、制氮裝置的操作與維修，必須按生產廠家提供的使用說明書要求進行。
4、制氮裝置的執行，必須按操作規程制定嚴格各工種崗位責任制。
5、制氮裝置的檢修應提前作出計畫，並報機電管理部、通風區、機電副總工程師、機電副總經理及總工程師批准後由風井管理區負責組織有關人員檢修。
6、制氮裝置在執行中出現故障，應立即停機並報告有關領導，由機電管理部和風井管理區迅速組織人員搶修。
7、定時觀察注氮量和氮氣純度，確保注入採空區內的氮氣純度≥98%，如果低於98%必須排空，不得注入採空區。
8、井下輸氮管路、閥門、三通等附屬設施，由技措隊負責管理與維護，井上輸氮管路、閥門、三通等附屬設施，由風井管理區負責管理與維護；井下管路的拆、接及**由技措隊負責。
9、井上下輸氮管路系統必須固定專人進行檢查與維修，保持管路、閥門良好，不發生漏氣。
10、通風區每天必須派專人通過流量計、壓力表記錄上一天的注氮量和注氮壓力，並由通風區技術員及時將注氮流量換算成標態下的注氮流量。
11、必須每天檢查一次注氮巷內的輸氮管路的嚴密性，每五天檢查一次主輸氮管路的嚴密性。
12、通風區分管副區長全面負責注氮的直接指揮與聯絡安排工作，同時負責組織人員將注氮的基礎資料進行收集整理。
13、通風區負責定期對工作面採空區氣體進行取樣分析，發現氣體濃度變化異常時，及時採取措施，進行處理。
15、通風區負責工作面端頭封堵和注氮管路沿接工作，確保端頭封堵嚴實、牆體密閉不透風，注氮管路延伸、拆除、倒管工作及時到位。
16、嚴格執行本措施所制定的防滅火專項方案。
17、本措施未提及部分嚴格按照《煤礦安全規程》的有關規定執行。
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